CN101680465A - 用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分 - Google Patents

用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分 Download PDF

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CN101680465A CN200780052412.8A CN200780052412A CN101680465A CN 101680465 A CN101680465 A CN 101680465A CN 200780052412 A CN200780052412 A CN 200780052412A CN 101680465 A CN101680465 A CN 101680465A
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Abstract

根据本发明提供一种用于无杆缸(100)的活塞组件(140)的活塞支撑部分(146)。该活塞支撑部分(146)包括支撑体(147)，其大致匹配活塞组件(140)的形状并构造成位于活塞中央部分(126)与活塞端部(160)之间。活塞支撑部分(146)还包括从支撑体(147)的圆周延伸的多个引导部分(152)。多个引导部分(152)构造成接触或几乎接触无杆缸(100)的活塞缸筒(107)，并且当活塞组件(140)在活塞缸筒(107)中往复运动时所述多个引导部分(152)引导该活塞组件(140)。

Description

用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分
技术领域
[0001]本发明涉及无杆缸领域，尤其涉及一种用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分。
背景技术
[0002]致动器具有许多类型和形状。一种类型的致动器是无杆缸，例如来自Norgren的
Figure A20078005241200061
无杆缸M/46000。无杆缸与基本缸的不同之处在于没有活塞杆延伸到缸体外。作为替代，通过机械联接系统将内部活塞连接至外部托架。
[0003]因为无杆缸不受杆悬垂、弯曲、活塞粘结、以及不均匀密封磨损的影响，所以其对于长行程应用是理想的。在空间非常宝贵的受限区域中能有利地使用无杆缸。无杆缸不需要如有杆缸或有杆致动器所需要的至少两倍于它们身长的间隙。
[0004]不幸地，无杆缸设计使沿无杆缸的长度延伸的长密封带成为必需。密封带通常用于密封无杆缸的气室。因此，无杆缸的活塞组件包括在其运动时在行进的方向上开启密封带并在托架后面重新密封密封带的装置。
发明内容
[0005]根据本发明提供一种用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分。活塞支撑部分包括支撑体，支撑体大致与活塞组件的形状相配并构造成位于活塞中央部分与活塞端部之间。活塞支撑部分还包括从支撑体的圆周延伸的多个引导部分。该多个引导部分构造成接触或几乎接触无杆缸的活塞缸筒，并且当活塞组件在活塞缸筒中往复运动时该多个引导部分引导该活塞组件。
[0006]根据本发明提供一种用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分。活塞支撑部分包括支撑体，支撑体大致与活塞组件的形状相配并构造成位于活塞中央部分与活塞端部之间。活塞支撑部分还包括从支撑体延伸并适于延伸穿过无杆缸的密封带的密封带分配器。密封带分配器构造成分开密封带的第一密封部分和第二密封部分。
[0007]根据本发明提供一种用于无杆缸的活塞组件的活塞支撑部分。活塞支撑部分包括支撑体，支撑体大致与活塞组件的形状相配并构造成位于活塞中央部分与活塞端部之间。活塞支撑部分还包括从支撑体的圆周延伸的多个引导部分。该多个引导部分构造成接触或几乎接触无杆缸的活塞缸筒，并且当活塞组件在活塞缸筒中往复运动时该多个引导部分引导该活塞组件。活塞支撑部分还包括从活塞支撑部分延伸并适于延伸穿过无杆缸的密封带的密封带分隔器。密封带分隔器构造成分开密封带的第一密封部分和第二密封部分。
[0008]本发明的各个方面
[0009]在本发明的一个方面中，支撑体包括设计成配合在活塞中央部分上的大致管状部分。
[0010]在本发明的另一方面中，支撑体包括设计成配合在活塞中央部分上的大致管状部分和大致沿径向向内延伸的唇缘。
[0011]在本发明的又一方面中，多个引导部分中的一个引导部分包括从支撑体延伸的多个侧壁和在所述多个侧壁上形成并定位成大致平行于活塞缸筒的内表面的接触垫。
[0012]在本发明的又一方面中，接触垫包括低摩擦材料。
[0013]在本发明的又一方面中，接触垫至少部分地涂有低摩擦材料。
[0014]在本发明的又一方面中，无杆缸还包括从活塞支撑部分延伸并适于延伸穿过无杆缸的密封带的密封带分隔器，该密封带分隔器构造成分开密封带的第一密封部分和第二密封部分。
[0015]在本发明的又一方面中，密封带分隔器包括用于容纳第一密封部分的一个或多个延伸部分的上导槽和位于该上导槽两侧上的一对上导轨。
[0016]在本发明的又一方面中，密封带分隔器包括用于容纳第二密封部分的一个或多个延伸部分的下导槽和位于该下导槽的两侧上的一对下导轨。
[0017]在本发明的又一方面中，无杆缸还包括从支撑体的圆周延伸的多个引导部分，该多个引导部分构造成接触或几乎接触无杆缸的活塞缸筒，并且当活塞组件在活塞缸筒中往复运动时该多个引导部分引导该活塞组件。
附图说明
[0018]在所有附图上，相同的附图标记表示相同的元件。应该理解的是，附图不一定是按比例绘制的。
[0019]图1示出根据本发明实施例的无杆缸。
[0020]图2是根据本发明实施例的无杆缸的剖视图从，其中示出了密封带的细节。
[0021]图3是根据本发明实施例的无杆缸的局部剖视图，其中示出了活塞组件的细节。
[0022]图4-6示出根据本发明实施例的活塞支撑部分。
[0023]图7是无杆缸的局部剖视图，示出了配合到活塞缸筒中的活塞组件。
具体实施方式
[0024]图1-7和下面的描述描绘了具体示例，以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导本发明的原理，已简化或省略了某些常规的方面。本领域技术人员通过这些示例将会认识到落入本发明范围内的变型。本领域技术人员将认识到能以各种方式组合以下描述的特征，以形成本发明的多个变型。因此，本发明不局限于以下描述的具体示例，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0025]图1示出根据本发明实施例的无杆缸100。无杆缸100包括端盖102和104、缸体106、托架108、密封带110、以及两个或更多个端口112和114。该图中没有示出的是构造成在形成于缸体106中的活塞缸筒107中往复运动的活塞组件140。托架108被连接至活塞组件140并与该活塞组件140一起运动。
[0026]在运转中，能经由端口112或114将流体添加至无杆缸100或从该无杆缸100去除流体，从而使托架108以往复运动的方式在端盖102与104之间运动。替代性地，如果迫使托架108运动，则能通过活塞组件140的运动将流体吸入端口112和114和从端口112和114排出流体。
[0027]托架108可包括一个或多个附接结构111。该一个或多个附接结构111通过使托架108运动来允许托架108将流体能转换成机械能。替代性地，托架108能接收机械能并将其转换成流体能。
[0028]密封带110包括第一密封部分110a和第二密封部分110b(见图2)。能密封地结合该第一密封部分110a和第二密封部分110b，以密封缸体106中的长度方向的狭槽121。相反地，能使第一密封部分110a和第二密封部分110b移动分开，以至少部分地打开狭槽121。例如，能使两个密封部分移动分开，以允许活塞轭127的往复运动(见图3和下面附随的讨论)。活塞轭127能将托架108连接至缸体106内的活塞组件140。
[0029]在运转中，如上所述，当迫使流体进入端盖102中的端口112或端盖104中的端口114从而驱动活塞组件140时，能使托架在两个端盖102与104之间往复运动。当托架108朝无杆缸100的一端运动时，托架108的前端在同时迫使第二密封部分110b向下的同时迫使第一密封部分110a向上并离开第二密封部分110b。为此目的，托架108的前端包括密封带分隔器148(见图3)。当托架108通过时，托架108的后端迫使后面的第二密封部分110b向下并与第二密封部分110b密封接合和在狭槽121中形成密封构造。
[0030]图2是根据本发明实施例的无杆缸100的剖视图AA，其中示出了密封带110的细节。该图示出了缸体106中的狭槽121。狭槽121朝在缸体106中形成的活塞缸筒107敞开。密封带110配合到狭槽121中并且能密封地接合，以便大致密封狭槽121。当狭槽121被密封时，活塞缸筒107形成容纳活塞组件140的气室。
[0031]从图中可看到，密封带110包括第一密封部分110a和第二密封部分110b。第一密封部分110a和第二密封部分110b都置于狭槽121中。如图中所示，第一密封部分110a和第二密封部分110b能密封地接合。当它们密封地接合时，第一密封部分110a和第二密封部分110b防止流体通过狭槽121。
[0032]第一密封部分110a被容纳在形成于缸体106中的凹陷114中。在某些实施例中，如图所示，第一密封部分110a大致与缸体106的外表面齐平。另外，第一密封部分110a包括一个或多个延伸部分113a，同样第二密封部分110b也包括一个或多个对应的延伸部分113b。延伸部分113a和113b能相互啮合并因此能密封地接合。
[0033]图3是根据本发明实施例的无杆缸100的局部剖视图，其中示出了活塞组件140的细节。该图示出了缸体106的一部分，并包括示出了活塞组件140和密封带110的细节的剖切部分。密封带110容纳穿设在第一密封部分110a与第二密封部分110b之间的活塞轭127。可将托架108附连至活塞轭127。
[0034]活塞轭127延伸通过缸体106中的狭槽121。因此，活塞轭127将托架108连接至活塞组件140。活塞轭127还对密封带110执行分隔功能。在图中，当活塞轭127运动到右侧时，其将提升第一密封部分110a并将该第一密封部分110a与第二密封部分110b分开。为此目的，活塞轭127包括活塞支撑部分146的密封带分隔器148。在该示例中的左侧上，当托架108运动时，托架108的后部在托架108后面使第一密封部分110a和第二密封部分110b重新结合。
[0035]所示实施例中的活塞组件140包括活塞中央部分126、一对活塞端部160、和一对活塞支撑部分146。活塞端部160可包括一个或多个密封件(未示出)或密封构件。
[0036]活塞中央部分126连接至活塞轭127。活塞端部160被固定到活塞中央部分126上。每个活塞支撑部分146位于活塞端部160与活塞中央部分126之间。如上所述，活塞支撑部分146组合了密封带分隔功能和引导功能。
[0037]活塞支撑部分146包括结合至活塞轭127的密封带分隔器148。两个密封带分隔器148给活塞轭127提供附加支撑和刚度。例如，密封带分隔器148可包括容纳活塞轭127的对应部分的狭槽(见图4-6和附随的讨论)。
[0038]当活塞组件140装配起来时，活塞中央部分126将两个活塞支撑部分146间隔开并分开。两个活塞支撑部分146构造成在活塞缸筒107内使活塞组件140运动并引导该活塞组件140。另外，活塞组件140的结构提供强度和刚度。
[0039]能通过任何形式的结合剂或粘合剂将两个活塞支撑部分146结合至活塞中央部分126和活塞轭127。替代性地，能通过卡扣、夹具、弹性部分、紧固件等将两个活塞支撑部分146附连至活塞中央部分126。
[0040]活塞支撑部分146可接触活塞缸筒107的内表面并能在往复运动期间引导和稳定活塞组件140。为此目的，活塞支撑部分146可包括多个引导部分152(见图4-6和附随的讨论)。引导部分152构造成邻接活塞缸筒107的内表面定位并构造成靠近或接触该内表面。活塞支撑部分146的引导部分152不允许活塞支撑部分146在活塞缸筒107中明显地运动。引导部分152构造成在活塞缸筒107内提供预定量的间隙。引导部分152构造成将活塞端部160的一个或多个密封件保持在合适的位置。引导部分152构造成防止密封件的过度磨损。引导部分152构造成提供低的滑动摩擦。
[0041]两个间隔开的活塞支撑部分146为活塞组件140提供稳定性。两个间隔开的活塞支撑部分146防止活塞组件140摆动或绕纵向轴线转动。
[0042]活塞支撑部分146具有低的滑动阻力。活塞支撑部分146使活塞组件140与活塞缸筒107之间保持均匀的密封接触。
[0043]图4-6示出根据本发明实施例的活塞支撑部分146。活塞支撑部分146包括支撑体147和密封带分隔器148。
[0044]支撑体147位于活塞中央部分126与活塞端部160之间并固定到该活塞中央部分126和活塞端部160。因此，如上所述，支撑体147变成活塞组件140的一部分。支撑体147可包括管状部分154、唇缘151、和多个引导部分152。
[0045]一个实施例中的管状部分154大致与活塞缸筒107的形状一致。然而，在其它实施例中，管状部分154可不同于活塞缸筒107的形状，其中在这样的实施例中，多个引导部分152可大致与活塞缸筒107的形状一致。
[0046]唇缘151可从管状部分154大致向内径向延伸。唇缘151可容纳在活塞中央部分126与活塞端部160之间。在某些实施例中，可将唇缘151夹紧在活塞中央部分126与活塞端部160之间。在所示的实施例中，唇缘151不是完全地沿径向向内延伸。然而，在某些实施例中，唇缘151可完全地沿径向向内延伸。
[0047]多个引导部分152包括侧壁180和在垫块180上形成的接触面182。接触面182构造成接触活塞缸筒107的内表面。引导部分152可具有根据需要的高度，以便在预定位置中并根据预定间隙设置接触面182。因此，所有多个引导部分152的接触垫182被定位成与或几乎与活塞缸筒107的内表面接触。应该理解的是，引导部分152在高度上不必统一，并且可具有根据需要的各种高度以与活塞缸筒107的内表面相配。
[0048]在某些实施例中，活塞支撑部分146可由诸如低摩擦塑料的低摩擦材料形成。一种广泛使用的低摩擦材料是因TEFLON商标而为人所知的聚四氟乙烯(PTFE)。也可预想到其它低摩擦材料，并且这些其它低摩擦材料也在说明书和权利要求书的范围内。替代性地，接触面182可至少部分地涂有低摩擦材料。
[0049]某些实施例中的管状体154包括缝隙155。该缝隙155可允许支撑体147至少被稍微压缩。活塞支撑部分146可至少为部分柔性的，其中活塞支撑部分146可至少在活塞缸筒107中被略为压缩。
[0050]密封带分隔器148从支撑体147延伸。密封带分隔器148延伸通过狭槽121。密封带分隔器148可形成活塞轭127的一部分。密封带分隔器148可包括由上导槽192分开的两个上导轨191，并且可包括由下导槽196分开的两个下导轨195。上下导轨191和195可包括用于分开密封带110的两个部分的弯角或弯曲部分。上下导槽192和196能容纳第一密封部分110a和第二密封部分110b的延伸部分。如果需要，上导槽192可具有与下导槽196不同的尺寸，例如比下导槽196宽等。
[0051]图7是无杆缸100的局部剖视图，示出了配合到活塞缸筒107中的活塞组件140。该图还示出了密封带分隔器148和活塞轭127。
[0052]该图示出了活塞支撑部分146的引导功能。从该图中能看到，引导部分152可接触活塞缸筒107的内表面，因此可在往复运动期间在活塞缸筒107中引导活塞组件140。此外，活塞支撑部分146在两个间隔开的位置处接触活塞缸筒107，从而为活塞组件140提供更强的稳定性。活塞支撑部分146防止活塞组件140的振动、转动、或摆动。
[0053]该图还示出了活塞支撑部分146的密封带分隔功能。从图可看到，当活塞组件140向左运动时，密封带分隔器148分开第一密封部分110a和第二密封部分110b。两个上导轨191用于提升第一密封部分110a并提升到活塞轭127上。第一密封部分110a的一个或多个延伸部分113a被容纳在活塞轭127中并由上导槽192在活塞轭127上引导。两个下导轨195用于向下推动第二密封部分110b并推至活塞轭127下面。第二密封部分110a的一个或多个延伸部分113b被容纳在活塞轭127中并由下导槽196在活塞轭127下面引导。
[0054]活塞支撑部分146将引导功能和密封带分隔功能组合在一个部件中。活塞支撑部分146能减少活塞组件140所需的部件总数量。由于能够采用注模生产和除其它材料之外采用塑料，所以活塞支撑部分146具有低成本。
[0055]活塞支撑部分146改善活塞组件140在活塞缸筒107中的引导。活塞支撑部分146确保转动力矩和活塞引导不会传递至活塞端部160和活塞密封件。活塞支撑部分146防止在活塞缸筒107或活塞中央部分126上出现的划痕。活塞支撑部分146确保在活塞密封件上有较少的磨损。
[0056]活塞支撑部分146减少活塞组件140所需的间隙。活塞支撑部分146增强无杆缸100的耐用性。活塞支撑部分146使活塞组件140以及因此使无杆缸100能够承受较高的载荷。

Claims (26)

1.一种用于无杆缸(100)的活塞组件(140)的活塞支撑部分(146)，所述活塞支撑部分(146)的特征在于：
支撑体(147)，其大致与所述活塞组件(140)的形状相配并构造成位于活塞中央部分(126)与活塞端部(160)之间；以及
多个引导部分(152)，其从所述支撑体(147)的圆周延伸，所述多个引导部分(152)构造成接触或几乎接触所述无杆缸(100)的活塞缸筒(107)，并且当所述活塞组件(140)在所述活塞缸筒(107)中往复运动时所述多个引导部分(152)引导所述活塞组件(140)。
2.根据权利要求1所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)。
3.根据权利要求1所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)和大致沿径向向内延伸的唇缘(151)。
4.根据权利要求1所述的无杆缸(100)，所述多个引导部分(152)中的一个引导部分(152)包括：
多个侧壁(180)，其从所述支撑体(147)延伸；以及
接触垫(182)，其形成于所述多个侧壁(180)上并定位成大致平行于所述活塞缸筒(107)的内表面。
5.根据权利要求4所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)包括低摩擦材料。
6.根据权利要求4所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)至少部分地涂有低摩擦材料。
7.根据权利要求1所述的无杆缸(100)，还包括从所述活塞支撑部分(146)延伸并适于延伸穿过所述无杆缸(100)的狭槽和密封带(110)的密封带分隔器(148)，所述密封带分隔器(148)构造成分开所述密封带(110)的第一密封部分和第二密封部分。
8.根据权利要求7所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
上导槽(192)，其用于容纳所述第一密封部分(110a)的一个或多个延伸部分(113a)；以及
一对上导轨(191)，其位于所述上导槽(192)的两侧上。
9.根据权利要求7所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
下导槽(196)，其用于容纳所述第二密封部分(110b)的一个或多个延伸部分(113b)；以及
一对下导轨(195)，其位于所述下导槽(196)的两侧上。
10.一种用于无杆缸(100)的活塞组件(140)的活塞支撑部分(146)，所述活塞支撑部分(146)的特征在于：
支撑体(147)，其大致与所述活塞组件(140)的形状相配并构造成位于活塞中央部分(126)与活塞端部(160)之间；以及
密封带分隔器(148)，其从所述支撑体(147)延伸并适于延伸穿过所述无杆缸(100)的密封带(110)，所述密封带分隔器(148)构造成分开所述密封带(110)的第一密封部分和第二密封部分。
11.根据权利要求10所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)。
12.根据权利要求10所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)和大致沿径向向内延伸的唇缘(151)。
13.根据权利要求10所述的无杆缸(100)，还包括从所述支撑体(147)的圆周延伸的多个引导部分(152)，所述多个引导部分(152)构造成接触或几乎接触所述无杆缸(100)的活塞缸筒(107)，并且当所述活塞组件(140)在所述活塞缸筒(107)中往复运动时所述多个引导部分(152)引导所述活塞组件(140)。
14.根据权利要求13所述的无杆缸(100)，所述多个引导部分(152)中的一个引导部分(152)包括：
多个侧壁(180)，其从所述支撑体(147)延伸；以及
接触垫(182)，其形成于所述多个侧壁(180)上并定位成大致平行于所述活塞缸筒(107)的内表面。
15.根据权利要求14所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)包括低摩擦材料。
16.根据权利要求14所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)至少部分地涂有低摩擦材料。
17.根据权利要求10所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
上导槽(192)，其用于容纳所述第一密封部分(110a)的一个或多个延伸部分(113a)；以及
一对上导轨(191)，其位于所述上导槽(192)的两侧上。
18.根据权利要求10所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
下导槽(196)，其用于容纳所述第二密封部分(110b)的一个或多个延伸部分(113b)；以及
一对下导轨(195)，其位于所述下导槽(196)的两侧上。
19.一种用于无杆缸(100)的活塞组件(140)的活塞支撑部分(146)，所述活塞支撑部分(146)的特征在于：
支撑体(147)，其大致与所述活塞组件(140)的形状相配并构造成位于活塞中央部分(126)与活塞端部(160)之间；
多个引导部分(152)，其从所述支撑体(147)延伸，所述多个引导部分(152)构造成接触或几乎接触所述无杆缸(100)的活塞缸筒(107)，并且当所述活塞组件(140)在所述活塞缸筒(107)中往复运动时所述多个引导部分(152)引导所述活塞组件(140)；以及
密封带分隔器(148)，其从所述活塞支撑部分(146)延伸并适于延伸穿过所述无杆缸(100)的密封带(110)，所述密封带分隔器(148)构造成分开所述密封带(110)的第一密封部分和第二密封部分。
20.根据权利要求19所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)。
21.根据权利要求19所述的无杆缸(100)，所述支撑体(147)包括设计成配合在所述活塞中央部分(126)上的大致管状部分(154)和大致沿径向向内延伸的唇缘(151)。
22.根据权利要求19所述的无杆缸(100)，所述多个引导部分(152)中的一个引导部分(152)包括：
多个侧壁(180)，其从所述支撑体(147)延伸；以及
接触垫(182)，其形成于所述多个侧壁(180)上并定位成大致平行于所述活塞缸筒(107)的内表面。
23.根据权利要求22所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)包括低摩擦材料。
24.根据权利要求22所述的无杆缸(100)，所述接触垫(182)至少部分地涂有低摩擦材料。
25.根据权利要求19所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
上导槽(192)，其用于容纳所述第一密封部分(110a)的一个或多个延伸部分(113a)；以及
一对上导轨(191)，其位于所述上导槽(192)的两侧上。
26.根据权利要求19所述的无杆缸(100)，所述密封带分隔器(148)包括：
下导槽(196)，其用于容纳所述第二密封部分(110b)的一个或多个延伸部分(113b)；以及
一对下导轨(195)，其位于所述下导槽(196)的两侧上。
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